[发明专利]一种石墨烯/二氧化锰纳米片/聚苯胺纳米棒三元复合材料的制备方法

摘要

本发明提供一种石墨烯/二氧化锰纳米片/聚苯胺纳米棒三元复合材料的制备方法，首先利用真空抽滤的方法将氧化石墨烯悬浮液抽成氧化石墨烯纸，在氢碘酸的还原作用下得到石墨烯纸；然后在石墨烯纸表面通过恒电压沉积的方法得到一层二氧化锰纳米片，最后用原位聚合的方法在二氧化锰纳米片之间嵌入聚苯胺纳米棒改善复合材料的导电性。本发明的制备方法简单易行；材料成本低廉；另外该材料具有高比电容、优异的电化学稳定性和出色的倍率特性的优点；而且最终制备所得产物是自支撑柔性材料，其中石墨烯纸既充当集流体又是电极材料，可以组装成柔性器件，具有很好的应用前景。

主权项

一种石墨烯/二氧化锰纳米片/聚苯胺纳米棒三元复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)首先通过改进的Hummer法制备氧化石墨烯，干燥后配置成浓度为0.5～1mg/ml的氧化石墨烯的悬浮液50～100ml，通过砂芯漏斗利用真空抽滤的方法得到氧化石墨烯纸；(2)将步骤(1)得到的氧化石墨烯纸浸入质量分数为40％～45％的氢碘酸中，在70～90℃下还原3～6h，用去离子水及乙醇洗净后，真空干燥2～4h得到石墨烯纸；(3)配制浓度为0.1～0.5M的四水醋酸锰溶液，然后配制0.1～0.5M的硫酸钠溶液，两者以1：1的体积比混合后搅拌均匀；将步骤(2)中得到的石墨烯纸浸在此溶液中，用Autolab电化学工作站通过三电极体系在0.5～1V恒电压的条件下沉积200～900s得到二氧化锰纳米片，用去离子水清洗干净，真空干燥5～10h；所述三电极体系是以铂片作为对电极，Ag/AgCl作为参比电极，石墨烯纸作为工作电极；(4)量取1.0～1.5ml的苯胺单体倒入60～80ml的去离子水中，并同时加入1.5～2.3g樟脑磺酸，迅速搅拌1～3min；称取3.0～3.5g的过硫酸铵溶解于30～40ml的去离子水中，搅拌0.5～2min，溶解完全后，将苯胺溶液和过硫酸铵溶液以2：1的体积比迅速混合，搅拌0.5～2min之后，浸入步骤(3)得到的产物，静置2～5h，即得到所述石墨烯/二氧化锰纳米片/聚苯胺纳米棒三元复合材料。